电阻对理想RLC串联谐振电路频率特性的影响

姓名程瑞班级04105学号1130410519实验日期5.28节次7.8教师签字成绩电阻对理想RLC串联谐振电路频率特性的影响1.实验目的1．测量分析由于信号源内阻、电容及电感电阻存在所导致的实验常用简单无源滤波器滤波性能变化。2．分析电阻值大小会对无源滤波器的滤波影响变化趋势并尝试提出实际缩小误差的方案。2.总体设计方案或技术路线1.在实际中由于电源内阻、电感电阻、电容阻值的影响，谐振电路的频率特性会受到各种各样的的影响，本实验期望通过对于带通滤波器仿真及实际实验测量分析电阻在各个元件中以及电源中的存在对于频率特性的影响。2.在仿真实验中，由于各元件都是理想状态，因而可以直接将相应原件与一适宜大小的电阻进行串联3.实验电路图4.仪器设备名称、型号交直流实验箱示波器数字万用表函数信号发生器直流稳压电源、各型号电感电容以及导线等C11uL11m12V11Vac0VdcR11000V0V0V0R2R30V0VR40V5.理论分析或仿真分析结果电感内阻电容内阻Frequency1.0Hz3.0Hz10Hz30Hz100Hz300Hz1.0KHz3.0KHz10KHz30KHz100KHzV(R2:1)+V(C1:1)1.0V1.5V2.0V2.5VFrequency1.0Hz3.0Hz10Hz30Hz100Hz300Hz1.0KHz3.0KHz10KHz30KHz100KHzV(R2:1)+V(L1:1)0V1.0V2.0V3.0V电阻增加电源内阻其中所有电阻变化在图线下标中均为从左向右依次增加，第一个为1nΩ，模拟0内阻的时候，其余四个为10Ω，100Ω，1kΩ，10kΩFrequency1.0Hz3.0Hz10Hz30Hz100Hz300Hz1.0KHz3.0KHz10KHz30KHz100KHzV(R1:1)+V(R2:1)0V1.0V2.0V3.0VV(R1:1)+V(R2:1)Frequency1.0Hz3.0Hz10Hz30Hz100Hz300Hz1.0KHz3.0KHz10KHz30KHz100KHzV(R1:1)0V0.5V1.0V6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）测量电源内阻影响1.按照电路图连接电路，并检查个部分工作是否正常。2.对电源进行串连一个电阻箱，并调节相应电阻值。3.调节信号源频率，使获得最大信号强度，记录此时频率f0。4.在此频率基础上测量获得两个截止频率，并在其中选取相应频率值记数。5.改变电阻值，再次测量。信号源频率/Hz1080149180210f0223输出电压/mv30.9266582726810821信号源频率/Hz2603103404001k电阻值Ω输出电压/mv7776525814691600信号源频率/Hz1040144170210f0223输出电压/v30.9126536645750758信号源频率/Hz2702903525002k电阻值Ω输出电压/v70566353534977.1100信号源频率/Hz2080110150190f0223输出电压/v61.8239316394437446信号源频率/Hz2803404646001k电阻值Ω输出电压/v4303923152511551k相应修正:信号源电压Vrms=1v，C=5uF，L=1H，Rl=146Ω测量电感内阻影响1.按照电路图连接电路，并检查个部分工作是否正常。2.对电感进行串连一个电阻箱，并调节相应电阻值。3.调节信号源频率，使获得最大信号强度，记录此时频率f0。4.在此频率基础上测量获得两个截止频率，并在其中选取相应频率值记数。5.改变电阻值，再次测量。信号源频率/Hz30100150210250290输出电压/mv21225563109012701290信号源频率/Hz3504006009005k电阻值Ω输出电压/mv12301200108010309800信号源频率/Hz2080120200250300输出电压/mv1815134393711801230信号源频率/Hz500800120017003k电阻值Ω输出电压/mv1110104010201010990100信号源频率/Hz2050100160250300输出电压/mv73185383613872934信号源频率/Hz5008001.5k3k10k电阻值Ω输出电压/mv9959989949879151k相应修正：Vrms=1v，C=5uF，L=1H，Rl=146Ω测量电容内阻影响1.按照电路图连接电路，并检查个部分工作是否正常。2.对电容进行串连一个电阻箱，并调节相应电阻值。3.调节信号源频率，使获得最大信号强度，记录此时频率f0。4.在此频率基础上测量获得两个截止频率，并在其中选取相应频率值记数。5.改变电阻值，再次测量。信号源频率/Hz103050100140181输出电压/mv100010001024112011801300信号源频率/Hz2002203006001k电阻值Ω输出电压/mv1270120073015351.60信号源频率/Hz103070120175210输出电压/mv9969971050115012201150信号源频率/Hz2503004006002k电阻值Ω输出电压/mv95068736815112.4100信号源频率/Hz104070100150200输出电压/mv994985969938845712信号源频率/Hz2503505007001.5k电阻值Ω输出电压/mv57235519110022.01k相应修正：Vrms=1v，C=5uF，L=1H，Rl=146Ω7.实验结论由实验数据绘得的图像如上三图所示。当其他数据一致不变，信号源内阻增加时，中心频率、截止频率几乎没有发生改变，但是信号的最大有效值及各个相应有效值都会降低，从而使图线变得更加平缓。当其他数据一致不变，电容内阻增加时，在低通阶段，曲线并不会发生变化，但是随着电阻增大，过渡通带阶段输出电压会明显降低，从而使图线更加平缓。当其他数据一致不变，电感内阻增加时，在高通阶段，曲线并不会发生变化，但是随着电阻增大，过渡通带阶段输出电压会明显降低，从而使图线更加平缓。因而实验结论是：电源内阻增加会使得电阻上的输出电压降低，但不会改变其频率特性；电感、电容内阻较大时，在相应的高通、低通通带几乎不会发生变化，但是过渡通带频率特性会发生改变，使得电压高值降低、曲线峰段不明显、曲线变化速率减慢。8.实验中出现的问题及解决对策①实验中由于难以达到理想中各个元件都是理想状态的情况，因而难以做到仿真中r=0的理想图线，但是曲线变化趋势不改变，所以实际中还是做了串联电阻为0这一项，对应r较小时的图像。②实验时发现所用电感箱本身内阻较大，因而会使得再串联一个电阻时其实际图像会比预想图像变化更大，但是趋势不变，不影响最终的研究结果。③在频率较高时，输出电压测量会越来越不稳定，因而太高频的图像数据只具有参考意义，不影响最终趋势。9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议本次实验通过对RLC电阻带通、电感高通、电容低通滤波器的测试，10．参考文献[1]孙立山，陈希有.电路理论基础.4版.北京：高等教育出版社2013[2]孟涛主编.电工电子EDA实验教程.2版.北京：机械工业出版社2012[3]刘东梅等.电路实验教程.2版.北京：机械工业出版社2013